题目内容
19．如图为有关制备CuSO4的途径及性质，请回答下列相关问题：
（1）途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3：2，写出反应的离子方程式Cu+2NO3-+8H+=Cu2++2NO↑+4H2O；
（2）三种途径能更好地体现了绿色化学思想的是②（填序号），写出反应的离子方程式2Cu+O2+4H+=Cu2++2H2O；
（3）若混合气体X有两种气体，X可能是SO2和SO3吗？否（填是或否），为什么：生成物就只有Cu2O、SO2和SO3三种物质，铜和硫元素化合价都降低，得到电子，而没有元素失去电子不可能．
（4）实验测得X有三种物质组成，而且温度不同气体的物质的量之比不同，写出一种可能的化学方程2CuSO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑；1mol CuSO4在1100℃分解所得混合气体X中O2可能为0.75mol吗：不可能（填可能或不可能），为什么：若1mol CuSO4分解生成0.75molO2，则失电子为3mol，而1molCu得到1mol电子，1molS得到2mol电子都转化为SO2没有SO3生成．
（5）Y可能为一类常见的有机物，以含碳原子最少的物质为例写出反应的化学方程式：HCHO+4Cu（OH）2+2NaOH$\stackrel{△}{→}$Na2CO3+2Cu2O+6H2O．
分析 途径①Cu与混酸反应，3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，离子反应为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
途径②Cu与氧气、硫酸反应，2H2SO4+O2+2Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO4+2H2O，其离子方程式为：2Cu+O2+4H+=Cu2++2H2O；
途径③2H2SO4（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑++2H2O；
硫酸铜高温分解生成Cu2O和混合气体，硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜，在加热条件下氢氧化铜与含有醛基的物质反应生成Cu2O，
（1）根据离子方程式中氢离子与硝酸根离子的物质的量关系分析；
（2）根据以上分析没有污染性气体生成的符合绿色化学思想；
（3）硫酸铜分解生成Cu2O与氧气、SO2、SO3，依据电子守恒分析；
（4）X有三种物质组成，根据元素守恒可知X为O2、SO2、SO3，结合原子守恒和得失电子守恒书写方程式；由得失电子守恒分析；
（5）Y为含醛基的物质，含碳原子最少的是甲醛，碱性条件下甲醛与氢氧化铜反应生成碳酸钠、氧化亚铜和水．
解答 解：途径①Cu与混酸反应，3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，离子反应为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
途径②Cu与氧气、硫酸反应，2H2SO4+O2+2Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO4+2H2O，其离子方程式为：2Cu+O2+4H+=Cu2++2H2O；
途径③2H2SO4（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑++2H2O；
硫酸铜高温分解生成Cu2O和混合气体，硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜，在加热条件下氢氧化铜与含有醛基的物质反应生成Cu2O，
（1）Cu与混酸反应，3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，离子反应为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，从方程式知，硝酸根离子由硝酸提供，氢离子由硝酸和硫酸提供，所以硝酸为2mol时，硫酸为3mol，用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3：2；
故答案为：3：2；Cu+2NO3-+8H+=Cu2++2NO↑+4H2O；
（2）途径②的优点：制取等质量胆矾需要的硫酸少、没有污染性气体产生，更好地体现了绿色化学思想，故答案为：②；
（3）硫酸铜分解生成Cu2O与氧气、SO3、SO2，根据2CuSO4═Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑知，X可能是O2、SO2和SO3的混合气体，若只是二氧化硫和三氧化硫，铜元素、氧元素化合价都降低，没有元素化合价升高；
故答案为：否；生成物就只有Cu2O、SO2和SO3三种物质，铜和硫元素化合价都降低，得到电子，而没有元素失去电子不可能；
（4）X有三种物质组成，根据元素守恒可知X为O2、SO2、SO3，则化学方程式：2CuSO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑；若1mol CuSO4分解生成0.75molO2，则失去的电子为3mol，那么1molCu得到1mol电子，1molS得到2mol电子都转化为SO2就不可能有SO3生成了；
故答案为：2CuSO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑；不可能；若1mol CuSO4分解生成0.75molO2，则失电子为3mol，而1molCu得到1mol电子，1molS得到2mol电子都转化为SO2没有SO3生成；
（5）Y为含醛基的物质，含碳原子最少的是甲醛，碱性条件下甲醛与氢氧化铜反应生成碳酸钠、氧化亚铜和水，其反应的方程式为HCHO+4Cu（OH）2+2NaOH$\stackrel{△}{→}$Na2CO3+2Cu2O+6H2O；
故答案为：HCHO+4Cu（OH）2+2NaOH$\stackrel{△}{→}$Na2CO3+2Cu2O+6H2O．
点评 本题考查了物质的制备，解题的关键是掌握物质的性质，解答时要依据题干提供信息，结合相关知识细心分析解答，题目难度中等．
阅读快车系列答案| A． | 1 mol H2 | B． | 0.5molNH3 | ||
| C． | 6.02×1023个的CH4分子 | D． | 29.4gH3PO4 |
正丁醛是一种化工原料．某实验小组利用如图装置合成正丁醛．发生的反应如下：CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下：
| 沸点/℃ | 密度/g•cm-3 | 水中溶解性 | |
| 正丁醇 | 117.2 | 0.8109 | 微溶 |
| 正丁醛 | 75.7 | 0.8017 | 微溶 |
将Na2Cr2O7溶液与浓硫酸混合液放置在B中．在A中加入正丁醇和几粒沸石，加热，保持反应温度为90～95℃，在E中收集90℃以上的馏分．
将馏出物倒入分液漏斗中，除去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分．
回答下列问题：
（1）实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由不能，容易发生迸溅．
（2）上述装置图中，B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管．
（3）温度计的作用分别是C1C1控制反应温度；C2C2测定蒸馏出来气体的温度．
（4）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中水在下层（填“上”或“下”）．
（5）反应温度应保持在90～95℃，其原因是既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化．
某化学课外小组用如图装置制取溴苯．先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器A（A下端活塞关闭）中．
高铁酸钾是一种新型非氯高效消毒剂，常用于工业废水与城市生活污水的处理．某小组同学为研究高铁酸钾对水溶液中苯酚的降解反应速率，在恒定实验温度298K或318K条件下（其余实验条件见下表），设计如下对比实验．（1）请完成下列实验设计表：
| 实验编号 | pH | 投料比（高铁酸钾与苯酚的质量比） | T/K | Fe3+ | 实验目的 |
| Ⅰ | 4 | 10：1 | 298 | 0 | 参照实验 |
| Ⅱ | 4 | 8：1 | 298 | 0 | |
| Ⅲ | 探究温度对该降解反应速率的影响 |
（3）某同学以实验Ⅰ为参照实验，经过大量实验通过HPLC法测得不同pH下高铁酸钾对水溶液中苯酚的去除率，其结果如图所示．
①工业上使用高铁酸钾除去废水中的苯酚时，pH控制在2.5左右．
②依据图中信息，给出一种使反应停止的方法：向反应液中加入硫酸，使溶液pH＜2．
．| A． | 次氯酸 | B． | 浓硫酸 | C． | 氯气 | D． | 二氧化硫 |
| A． | Fe0溶于稀硝酸：FeO+2H+═Fe2++H2O | |
| B． | 明矾溶液中滴加过量氨水：Al3++3NH3．H2O═Al（OH）3↓+3NH${\;}_{4}^{+}$ | |
| C． | 漂白粉溶液中通入S02：Ca2++2ClO-+SO2+H2O═2HClO+CaSO3↓ | |
| D． | 小苏打溶液中加足量澄清石灰水：2HCO${\;}_{3}^{-}$+Ca2++2OH-═CaCO3↓+2H2O+CO${\;}_{3}^{2-}$ |